三、智能城市信息网络概述

智能城市的发展，意味着需要将现有的数据、应用和感知网络进行整合，打破信息孤岛，建立信息网络。如今随着物联网、移动互联网、下一代互联网和云计算等信息技术的发展，智能城市信息网络的发展将成为建立智能城市极其重要和关键的部分。

（一）智能城市信息网络特征

当前，以宽带网络、移动互联网、物联网、云计算、未来网络等为代表的信息网络技术正呈现出诸多新的发展趋势。我国要以智能城市建设为契机，从核心技术、市场推广、产业链建设等多方面加快新一代信息网络发展，为智能城市建设提供有力支撑。我国的智能城市信息网络建设，要紧密围绕智能交通、智能医疗、智能电网等应用领域需求，打造具有泛在融合、智能、开放共享、安全可信、绿色节能等特征的水平化城市信息网络基础设施。

1．泛在融合

基于环境感知、内容感知的能力，智能城市信息网络可以为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息应用和服务。手机支付、车联网、医疗监控等一批移动通信新应用的不断涌现，也促进了智能城市信息网络的发展。城市信息网络的泛在智能化也为用户提供了更好的应用和服务体验。

“更全面的互联互通”是智能城市的基本特征与要求，也就是说，智能城市信息网络应将遍布整个城市的各类“感知”设备所收集和存储的分散的信息及数据异构融合起来，实现交互和多方共享。作为多元异构网络，智能城市信息网络可以有效地整合有线和无线信息网络资源，通过统一接口，有机融合光接入、xDSL、3G、WiMAX等诸多接入和感知技术。

2．智能

智能城市信息网络不仅可以快速、经济、方便、有效地生成和提供智能业务，还可以向用户提供业务特性强、功能全面、灵活多变的移动新业务。智能城市信息网络的网络智能配置，在全网若干业务控制点中的计算机上都有分布，由软件实现网络智能的控制，以提供更为方便的智能控制功能。

3．开放共享

智能城市的发展，对数据信息的开放与共享具有强烈的需求。智能城市信息网络可以在一些公共服务领域实现从供给方主导向供给方与需求方双向互动的转变，实现从非连续、碎片化的数据信息向连续性、一体化的方向转变。在协同与共享方面，智能城市信息网络使城市摆脱了信息孤岛的现状，通过公共信息平台，实现信息资源互联互通，保障部门间高效协同。

4．安全可信

智能城市信息网络可以实现用户网络安全资源的有效整合、管理与监管，实现用户网络的可信扩展以及完善的信息安全保护。智能城市信息网络不仅解决了用户的现实需求，还达到了有效提升用户网络安全防御能力的目的。所以说，智能城市信息网络是一个全方位的网络安全架构体系化解决方案，是发展智能城市的保障。

5．绿色节能

智能城市信息网络可以优化资源的分配和使用，方便地调动各方主体的利益，实现智能城市的绿色、低碳、可持续发展。借助智能城市信息网络，可以完善对城市交通、供排水、电力等的智能控制与管理，提高对城市资源的监控与可持续利用水平，从而降低管理成本，提高效率，使城市服务体系更高效、更优质。

（二）智能城市信息网络系统架构

泛在融合、智能、开放共享、安全可信、绿色节能的智能城市信息网络基础设施将覆盖所有城市要素，有效支撑城市管理、产业发展、民生保障。物联网、互联网、移动通信网、云计算等技术的发展正在构建无所不在、人与物共享的关键智能信息基础设施，无所不在的传感器网络将成为智能城市最基本的感知中枢系统，使物理实体具备感知、计算、存储和执行能力，不断推动城市运行的智能化、可视化和精准化。

具体来讲，智能城市信息网络体系架构自下而上分为感知层、网络层、平台层、应用层（见图1.1）。如果把智能城市信息网络看成人体，那么感知层就是人体的五官和四肢，网络层就是人体的神经系统，平台层就是人体的大脑，应用层就如同人体的行为能力（见图1.2）。四个层次相互衔接，共同构成一个有机的整体。

1．感知层

位于最底层的是感知层，它如同人体的五官与四肢，主要由遍布城市各个角落的终端设备组成（包括传感器、摄像头、信号灯等），用于收集城市的各类信息。“泛感知”是城市向智能化升级的重要特征，感知设备在种类、数量、精度上的提升，以及采集的数据格式的多样化，将极大地提高城市运营所需信息的及时性和准确性。

感知层具有超强的环境感知能力和智能性，以物联网技术为核心，通过RFID、传感器、传感网等物联网技术实现对城市范围内基础设施、环境、建筑、安全等方面的识别、信息采集、监测和控制，为个人和社会提供无处不在的、无所不能的信息服务和应用。

2．网络层

感知层之上是网络层，网络层如同人体的神经系统，主要由城市的基础网络——互联网、物联网、通信网组成。网络层的作用是为城市信息传递和储存提供路径。基于Wi-Fi、LTE、5G等技术的大带宽、高容量、异构、一体化融合、具备自组织能力的网络层可以支撑智能城市的高效运行。

网络层是未来智能城市的重要基础设施。未来城市的通信网络应该是由大容量、高带宽、高可靠的光网络和全城覆盖的无线宽带网络所组成的，为实现城市的智能化奠定良好的基础。同时，让市民“随时、随地、随需”都可以进行宽带上网，而且可以享受网络电视、高清电视、高清视频通话等宽带业务。

从发展的角度来看，智能城市网络层面应该具有先进性，需要基于未来网络技术构建新型的智能城市信息网络，应采用软件定义网络、信息中心网络、云网络等新兴的未来网络架构，弥补传统网络在智能城市信息网络建设中不可避免的缺陷，从而构建先进的基于未来网络的智能城市信息网络。

3．平台层

平台层就如同人体的大脑，它负责对收集起来的与城市运营相关的海量信息进行分析与处理。平台层是智能城市建设的核心内容，实现城市级信息资源的聚合、共享、共用，并为各类智能应用提供支撑。数据和信息已被认为是城市除了物质、智力之外的第三类重要的战略性资源，数据融合和信息共享是支撑城市更加“智能”的关键。面向服务的体系结构（service-oriented architecture, SOA）、云计算、大数据等技术的应用在本层当中起到了关键的技术支撑作用。

平台层的主要目的是通过数据关联、数据挖掘、数据活化等技术解决数据割裂、无法共享等问题。信息平面包含各行业、各部门、各企业的数据中心以及为实现数据共享、数据活化等建立的市一级的动态数据中心、数据仓库等。

4．应用层

最顶层的应用层如同人体的行为能力，对应着各类城市级的应用系统，是智能城市所必须实现的城市功能保障。在智能城市信息网络架构中，应用层主要是指在物联感知层、网络通信层、数据和服务融合层基础上建立的各种智能应用。智能应用端是根据具体领域的业务需求，对及时掌握的各类感知信息进行综合加工（如智能分析，辅助统计、分析、预测、仿真等）所构建的智能应用体。

应用层的建设可以促进各行业的信息化和智能化的发展，比如智能政务、智能交通、智能教育、智能医疗、智能家居、智能园区等，为社会公众、企业用户、城市管理决策用户等提供整体的信息化应用和服务，促进城市实现智能化运行、高效的社会管理和普适的公共服务，同时带动城市的现代化产业体系发展。